Описание электрической схемы и методики измерений.

 

Электрическая схема для исследования зависимостей пред­ставлена на рисунке и содержит: источник питания ε, вольтметр, амперметр, магазин сопротивле­ний R, ключи К1 и К2.

Устанавливая с помощью магазина сопротивлений различ­ные сопротивления R, по вольт­метру и амперметру определяют значения напряжения и силы тока, соответственно.

Рабочие формулы.

Полная мощность N = ε I.

Полезная мощность Na = U I.

Коэффициент полезного действия .

Порядок выполнения работы и обработка результатов измерений.

1. Соберите схему.

2. Оставляя ключ К2 разомкнутым, замкните ключ вольтметра К1 и запишите показания вольтметра. Величину, показываемую вольтметром при разомкнутой внешней цепи, с достаточной степенью точности можно считать равной электродвижущей силе (э.д.с.) аккумулятора ε.

3. Включите максимальное сопротивление R (указанное на установке), замкните ключ К2 и произведите измерения напряжения и силы тока. Заполните таблицу.

4. Изменяя сопротивление до минимального (амперметр не должен зашкаливать) произведите измерения, заполняя таблицу.

ВНИМАНИЕ! При включении очень малых сопротивлений цепь

замыкать на очень короткое время.

Таблица измерений и расчетов.

ε =

№ R, Ом U, В I, А N, Вт Na , Вт η
           
           
           
           
           
           
           
           
           
           
           
           

 

5. По рабочим формулам рассчитайте значения полной мощности, полезной мощности и к.п.д.

6. Постройте на одних и тех же осях графики зависимости полной мощности N=f1 (R), полезной мощности Na=f2 (R) и коэффициента полезного действия η= f3 (R). Обратите при этом внимание, что ось ординат должна иметь двухстороннюю шкалу: с одной стороны цена деления для мощности и с другой – для к.п.д.

7. По максимуму графика полезной мощности определите внутреннее сопротивление источника тока. Уточните это значение по графику к.п.д. (при R = r к.п.д η = 50%). Оформите результат и сделайте выводы по работе.

 

Контрольные вопросы.

1. Дайте определения: электрический ток, сила тока, плотность тока.

2. Сформулируйте условия существования постоянного электрического тока.

3. Почему источник тока характеризуется понятием «сторонние силы»?

4. Дайте определения: электродвижущая сила, напряжение.

5. Сформулируйте закон Ома для участка цепи и для полной цепи.

6. Дайте определения: полезная мощность и коэффициент полезного действия электрической цепи.

7. Выведите рабочие формулы: полной и полезной мощности, к.п.д. источника тока.

8. Выведите условие максимума полезной мощности. Определите чему при этом равен к.п.д источника тока.

9. Дайте определение и проанализируйте выражение для к.п.д. линии передач.

 

Литература.

1. Савельев И.В. Курс общей физики,т.2/И.В.Савельев- М.:Наука,1982.-496с. §31-36.

2. Трофимова Т.И. Курс физики:Учебник для студентов вузов/Т.И.Трофимова-М.:Высш.шк.,1985.-432с. §95-100.